Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt là gì?

Hệ thống Truyền tải AC Linh hoạt là gì?

Định nghĩa về FACTS

Hệ thống Truyền tải AC Linh hoạt (FACTS) được định nghĩa là các hệ thống sử dụng điện tử công suất để cải thiện việc kiểm soát và truyền tải điện năng trong mạng lưới truyền tải AC.

• Tính năng của FACTS

• Điều chỉnh điện áp nhanh chóng

• Tăng khả năng truyền tải điện năng trên đường dây AC dài

• Dập tắt dao động công suất có công

• Kiểm soát dòng chảy tải trong hệ thống liên kết

Do đó, cải thiện đáng kể sự ổn định và hiệu suất của các hệ thống truyền tải hiện tại và tương lai. Với Hệ thống Truyền tải AC Linh hoạt (FACTS), các công ty điện lực có thể tận dụng tốt hơn các mạng lưới hiện có, tăng cường tính sẵn có và độ tin cậy của các đường dây, và cải thiện sự ổn định động và tạm thời của mạng lưới, đảm bảo chất lượng cung cấp tốt hơn.

Ảnh hưởng của Dòng điện Công suất Phản kháng đến Điện áp Hệ thống Điện

Bù Công suất Phản kháng

Các tải tiêu thụ cần công suất phản kháng thay đổi liên tục, làm tăng tổn thất truyền tải và ảnh hưởng đến điện áp trong mạng lưới. Để ngăn chặn sự biến động điện áp cao hoặc sự cố mất điện, công suất phản kháng này phải được cân bằng. Các thành phần thụ động như cuộn cảm hoặc tụ điện có thể cung cấp công suất phản kháng cảm hoặc dung. Bù công suất phản kháng nhanh và chính xác, sử dụng các thành phần được điều khiển bởi thyristor, có thể cải thiện hiệu quả truyền tải và kiểm soát, thay thế cho các công tắc cơ khí chậm hơn.

Hiệu ứng của Dòng điện Công suất Phản kháng

Dòng điện công suất phản kháng có các hiệu ứng sau:

• Tăng tổn thất trong hệ thống truyền tải

• Thêm vào các trạm phát điện

• Thêm vào chi phí vận hành

• Ảnh hưởng lớn đến sự chệch lệch điện áp hệ thống

• Giảm hiệu suất tải khi điện áp thấp

• Rủi ro hỏng hóc cách điện khi điện áp cao

• Giới hạn truyền tải điện năng

• Giới hạn ổn định trạng thái ổn định và động

Song song và Thứ tự

Hình minh họa các thiết bị bù shunt phổ biến nhất hiện nay, ảnh hưởng của chúng đối với các thông số truyền tải quan trọng nhất, và các ứng dụng điển hình.

Hình: Phương trình công suất có công/góc truyền tải minh họa các thành phần FACTS nào ảnh hưởng chọn lọc đến các thông số truyền tải.

Hệ thống Bảo vệ và Kiểm soát

Để cải thiện quản lý dự phòng, các mô-đun đặc biệt đã được phát triển để bổ sung cho hệ thống tự động hóa SIMATIC TDC. Các mô-đun này phát tín hiệu kích hoạt cho các van thyristor và chiếm ít không gian hơn so với công nghệ trước đây. 

Thiết kế giao diện linh hoạt của SIMATIC TDC cho phép nó thay thế dễ dàng các hệ thống hiện có. Việc tích hợp này có thể được thực hiện với thời gian hoãn tối thiểu, đảm bảo rằng các giá trị đo từ các hệ thống cũ được xử lý bởi hệ thống kiểm soát mới. Hiệu quả không gian của SIMATIC TDC cũng cho phép cấu hình song song với các hệ thống hiện có.

Giao diện Người-Máy. Giao diện giữa người vận hành và nhà máy (HMI = Human Machine Interface) là chuẩn hóa. Hệ thống trực quan SIMATIC Win CC, giúp đơn giản hóa vận hành và thuận tiện cho việc điều chỉnh giao diện người dùng đồ họa theo yêu cầu của người vận hành.

Thiết bị cho Kiểm soát và Bảo vệ

Siemens cung cấp giải pháp kiểm soát và bảo vệ mới nhất cho FACTS – hệ thống tự động hóa SIMATIC TDC (Technology and Drive Control) đã được thử nghiệm. SIMATIC TDC được sử dụng trên toàn thế giới trong hầu hết mọi ngành công nghiệp và đã được chứng minh trong cả sản xuất và kỹ thuật quy trình, cũng như trong nhiều ứng dụng HVDC và FACTS. 

Nhân viên vận hành và kỹ sư lập kế hoạch chỉ làm việc với một nền tảng phần cứng và phần mềm chuẩn hóa, chung, cho phép họ thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi cao một cách nhanh chóng hơn. Một trong những xem xét chính trong việc phát triển hệ thống tự động hóa này là đảm bảo mức độ sẵn có cao nhất cho FACTS – vì vậy tất cả các hệ thống kiểm soát và bảo vệ, cũng như các liên kết giao tiếp, đều được cấu hình dự phòng (nếu khách hàng yêu cầu).

Công nghệ đo lường và kiểm soát mới cũng cho phép sử dụng bộ ghi lỗi hiệu suất cao hoạt động với tốc độ lấy mẫu 25 kHz. Công nghệ đo lường và kiểm soát mới giảm thời gian giữa việc ghi lỗi và in báo cáo lỗi từ vài phút (trước đây) xuống còn 10 giây (hiện tại).

Chuyển đổi cho FACTS

LTT – Thyristor Kích hoạt bằng Ánh sáng

Thyristor kiểm soát các thành phần thụ động trong các hệ thống bù công suất phản kháng. Hệ thống kích hoạt bằng ánh sáng trực tiếp của Siemens kích hoạt thyristor bằng xung ánh sáng 10 micro giây ở 40 miliwatt. Thiết bị này bao gồm bảo vệ quá điện áp, làm cho nó tự bảo vệ nếu điện áp tiến vượt quá giới hạn.

Xung ánh sáng đi qua sợi quang từ bộ điều khiển van đến cổng thyristor. Các hệ thống thông thường sử dụng thyristor được kích hoạt điện, yêu cầu xung vài watt được tạo ra bởi thiết bị điện tử gần đó. Kích hoạt bằng ánh sáng trực tiếp giảm 80% các thành phần điện tử trong van thyristor, cải thiện độ tin cậy và khả năng tương thích điện từ. Ngoài ra, công nghệ thyristor mới đảm bảo khả năng sẵn có lâu dài của các thành phần điện tử ít nhất 30 năm.

Van thyristor của Siemens được lắp ráp từ các thyristor 4 inch hoặc 5 inch, tùy thuộc vào khả năng chịu dòng điện/cường độ dòng điện yêu cầu. Công nghệ thyristor đã được phát triển liên tục kể từ đầu những năm 1960. Hiện nay, thyristor có thể an toàn và kinh tế xử lý điện áp chặn lên đến 8 kilovolt và cường độ dòng điện lên đến 4.200 ampe.